JPH04246166A - 蒸着Ａｌ−Ｍｎ系合金めっき鋼材 - Google Patents
蒸着Ａｌ−Ｍｎ系合金めっき鋼材Info
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- JPH04246166A JPH04246166A JP2965191A JP2965191A JPH04246166A JP H04246166 A JPH04246166 A JP H04246166A JP 2965191 A JP2965191 A JP 2965191A JP 2965191 A JP2965191 A JP 2965191A JP H04246166 A JPH04246166 A JP H04246166A
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Landscapes
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建築材料，家庭用電気
製品部材，電子材料，自動車用部品などに幅広く利用す
ることのできる、耐食性の優れた蒸着Ａｌ−Ｍｎ系合金
めっき鋼材に関するものである。
製品部材，電子材料，自動車用部品などに幅広く利用す
ることのできる、耐食性の優れた蒸着Ａｌ−Ｍｎ系合金
めっき鋼材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ａｌめっき鋼材は耐熱性，耐食性，熱反
射性等において優れたものであるところから、前述の様
な用途をはじめとして広く利用されている。そしてその
製造法としては溶融めっき法と蒸着めっき法が実用化さ
れており、最近では電気めっき法も開発されつつある。
射性等において優れたものであるところから、前述の様
な用途をはじめとして広く利用されている。そしてその
製造法としては溶融めっき法と蒸着めっき法が実用化さ
れており、最近では電気めっき法も開発されつつある。
【０００３】ところが上記製法のうち溶融めっき法では
、被めっき鋼材を７００℃前後に加熱された溶融Ａｌめ
っき浴中に浸漬するため、素地鋼材自体が熱劣化する恐
れがあるばかりでなく、Ａｌめっき層との界面に脆弱な
Ａｌ−Ｆｅ系金属間化合物が生成し、曲げ等の成形加工
を行なったときにめっき層が剥離し易くなるという難点
がある。
、被めっき鋼材を７００℃前後に加熱された溶融Ａｌめ
っき浴中に浸漬するため、素地鋼材自体が熱劣化する恐
れがあるばかりでなく、Ａｌめっき層との界面に脆弱な
Ａｌ−Ｆｅ系金属間化合物が生成し、曲げ等の成形加工
を行なったときにめっき層が剥離し易くなるという難点
がある。
【０００４】そこでＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物の生成を
抑制するため、溶融Ａｌめっき浴中に１０％程度のＳｉ
を含有させる方法が実施されているが、この方法ではＳ
ｉの混入によってめっき層の耐食性が低下し、Ａｌめっ
きの特徴が十分に生かせなくなる。
抑制するため、溶融Ａｌめっき浴中に１０％程度のＳｉ
を含有させる方法が実施されているが、この方法ではＳ
ｉの混入によってめっき層の耐食性が低下し、Ａｌめっ
きの特徴が十分に生かせなくなる。
【０００５】これに対し蒸着めっき法であれば、被めっ
き鋼材が過度に加熱されることがないので熱劣化が起こ
らず、またＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物を生成することも
ないのでＳｉを含有させる必要もなく、耐食性と加工性
のいずれにも優れためっき鋼材を得ることが可能である
。
き鋼材が過度に加熱されることがないので熱劣化が起こ
らず、またＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物を生成することも
ないのでＳｉを含有させる必要もなく、耐食性と加工性
のいずれにも優れためっき鋼材を得ることが可能である
。
【０００６】しかしながら、最近のＡｌめっき鋼材に要
求される耐食性は一段と厳しくなってきており、上記蒸
着Ａｌめっき鋼材でも需要者の要求を十分に満たすまで
には至っておらず、更に高度の耐食性を示すＡｌめっき
鋼材が要望されている。
求される耐食性は一段と厳しくなってきており、上記蒸
着Ａｌめっき鋼材でも需要者の要求を十分に満たすまで
には至っておらず、更に高度の耐食性を示すＡｌめっき
鋼材が要望されている。
【０００７】他方、耐食性の改善されたＡｌ系めっき鋼
材として、たとえば特開昭６２−２７０７９２号，同６
３−１０３０９６号，同６３−１７１８９５号等の各公
報に見られる様に、被めっき鋼材中に適量のＣｒを含有
させ該鋼材を電気化学的により貴なものとすると共に鋼
材自体の耐食性を高め、且つＡｌめっき材中にＭｎ等を
含有させてめっき性状を改善することにより高耐食性の
Ａｌ系合金めっき鋼材を得る方法も提案されている。
材として、たとえば特開昭６２−２７０７９２号，同６
３−１０３０９６号，同６３−１７１８９５号等の各公
報に見られる様に、被めっき鋼材中に適量のＣｒを含有
させ該鋼材を電気化学的により貴なものとすると共に鋼
材自体の耐食性を高め、且つＡｌめっき材中にＭｎ等を
含有させてめっき性状を改善することにより高耐食性の
Ａｌ系合金めっき鋼材を得る方法も提案されている。
【０００８】ところがこれらの公報に開示されているめ
っき法はいずれも溶融塩浴電気めっき法であり、溶融塩
浴の成分調整作業等を含むめっき操作や後処理，溶融塩
浴の廃液処理等が煩雑で手数がかかるばかりでなく、耐
食性も十分なものとは言えない。
っき法はいずれも溶融塩浴電気めっき法であり、溶融塩
浴の成分調整作業等を含むめっき操作や後処理，溶融塩
浴の廃液処理等が煩雑で手数がかかるばかりでなく、耐
食性も十分なものとは言えない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、最近
の厳しい要望にかなう優れた耐食性を有し、且つ簡単な
操作・手順で生産性良く製造することのできるＡｌ合金
めっき鋼材を提供しようとするものである。
情に着目してなされたものであって、その目的は、最近
の厳しい要望にかなう優れた耐食性を有し、且つ簡単な
操作・手順で生産性良く製造することのできるＡｌ合金
めっき鋼材を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明の構成は、３〜２０重量％のＣｒを含む
被めっき鋼材の表面にＡｌ６Ｍｎを主体とする金属間化
合物を含むＡｌ−Ｍｎ系合金よりなる蒸着めっき層を形
成したものであるところに要旨を有するものである。
のできた本発明の構成は、３〜２０重量％のＣｒを含む
被めっき鋼材の表面にＡｌ６Ｍｎを主体とする金属間化
合物を含むＡｌ−Ｍｎ系合金よりなる蒸着めっき層を形
成したものであるところに要旨を有するものである。
【００１１】
【作用】前記従来技術の項でも説明した様に、適量のＣ
ｒを含有させて電気化学的により貴とした鋼材を使用す
ると、電位差の拡大によりめっき層の犠牲防食能が高め
られると共に、Ｃｒ添加により鋼材自体の耐食性も高め
られ、めっき鋼材としての耐食性は著しく改善されると
考えられる。
ｒを含有させて電気化学的により貴とした鋼材を使用す
ると、電位差の拡大によりめっき層の犠牲防食能が高め
られると共に、Ｃｒ添加により鋼材自体の耐食性も高め
られ、めっき鋼材としての耐食性は著しく改善されると
考えられる。
【００１２】しかしながら溶融塩浴電解めっき法によっ
て形成された従来のＡｌ−Ｍｎ系めっき層では、Ｃｒ添
加により貴とされた鋼材とＡｌ−Ｍｎ系めっき層の電位
差が過度に拡大される結果、該めっき層中のＡｌの溶出
速度が早くなり、犠牲防食作用の持続性が低下してくる
。
て形成された従来のＡｌ−Ｍｎ系めっき層では、Ｃｒ添
加により貴とされた鋼材とＡｌ−Ｍｎ系めっき層の電位
差が過度に拡大される結果、該めっき層中のＡｌの溶出
速度が早くなり、犠牲防食作用の持続性が低下してくる
。
【００１３】ところがＣｒ含有鋼材上に蒸着めっき法に
よってＡｌ−Ｍｎ系めっきを施したものでは、犠牲防食
効果によるめっき層の溶出速度が遅くなり、鋼材に対す
る犠牲防食作用の持続性を著しく高め得ることが分かっ
た。
よってＡｌ−Ｍｎ系めっきを施したものでは、犠牲防食
効果によるめっき層の溶出速度が遅くなり、鋼材に対す
る犠牲防食作用の持続性を著しく高め得ることが分かっ
た。
【００１４】上記の様に同じＡｌ−Ｍｎ系めっきである
にもかかわらず、めっき法によって犠牲防食作用の持続
性が変わってくる理由は理論的に解明し得た訳ではない
が、本願発明者らが確認したところによると、溶融塩浴
電解めっき法によって形成されたＡｌ−Ｍｎ系めっきは
非晶質であるのに対し、蒸着法によって形成されたＡｌ
−Ｍｎ系めっきはＡｌ６Ｍｎを主体とする金属間化合物
を含むものであり、該金属間化合物の電位がＡｌよりも
貴であることからＣｒ含有鋼材との電位差の拡大を緩和
する作用を発揮し、更には該金属間化合物がＡｌの溶出
を抑制する作用も合わせて発揮し、めっき層全体として
の犠牲防食作用の持続性が高められるものと思われる。
にもかかわらず、めっき法によって犠牲防食作用の持続
性が変わってくる理由は理論的に解明し得た訳ではない
が、本願発明者らが確認したところによると、溶融塩浴
電解めっき法によって形成されたＡｌ−Ｍｎ系めっきは
非晶質であるのに対し、蒸着法によって形成されたＡｌ
−Ｍｎ系めっきはＡｌ６Ｍｎを主体とする金属間化合物
を含むものであり、該金属間化合物の電位がＡｌよりも
貴であることからＣｒ含有鋼材との電位差の拡大を緩和
する作用を発揮し、更には該金属間化合物がＡｌの溶出
を抑制する作用も合わせて発揮し、めっき層全体として
の犠牲防食作用の持続性が高められるものと思われる。
【００１５】但し、蒸着めっき層のすべてがＡｌ６Ｍｎ
である場合は、それが加工性の悪い金属間化合物である
ため、めっき層全体としての塑性変形能が劣化し、めっ
き後の曲げ等の成形加工工程でめっき層が剥離したりパ
ウダリング等を起こす恐れが出てくる。従ってめっき層
中には、塑性変形能の高いＡｌを適量共存させて加工性
を確保するのがよい。
である場合は、それが加工性の悪い金属間化合物である
ため、めっき層全体としての塑性変形能が劣化し、めっ
き後の曲げ等の成形加工工程でめっき層が剥離したりパ
ウダリング等を起こす恐れが出てくる。従ってめっき層
中には、塑性変形能の高いＡｌを適量共存させて加工性
を確保するのがよい。
【００１６】また該Ａｌ−Ｍｎ系蒸着めっき層中にＭｎ
が共存する場合、使用環境によってはＭｎが活性溶解し
てめっき層の耐食性を劣化させる可能性があるが、使用
環境によってはＭｎがＡｌと共に緻密な複合酸化物より
なるバリヤー層を形成し、Ａｌ−Ｍｎ系蒸着めっき層全
体としての耐食性を高める作用を発揮する。
が共存する場合、使用環境によってはＭｎが活性溶解し
てめっき層の耐食性を劣化させる可能性があるが、使用
環境によってはＭｎがＡｌと共に緻密な複合酸化物より
なるバリヤー層を形成し、Ａｌ−Ｍｎ系蒸着めっき層全
体としての耐食性を高める作用を発揮する。
【００１７】尚本発明に係るＡｌ−Ｍｎ系蒸着めっき鋼
材の耐食性や加工性とめっき層中のＡｌ６Ｍｎ，Ａｌ，
Ｍｎの各好適含有量の関係は、めっき層深さ方向のＭｎ
含有率分布やめっき付着量によっても変わってくるので
、めっき層全体としての好適組成を一律に決めることは
できないが、めっき付着量が４０ｇ／ｍ２前後のものに
ついての好適成分組成を例示すると、Ａｌ−Ｍｎ系金属
間化合物：１０〜５０重量％、Ａｌ：４０〜９０重量％
、Ｍｎ：０〜４５重量％の範囲である。
材の耐食性や加工性とめっき層中のＡｌ６Ｍｎ，Ａｌ，
Ｍｎの各好適含有量の関係は、めっき層深さ方向のＭｎ
含有率分布やめっき付着量によっても変わってくるので
、めっき層全体としての好適組成を一律に決めることは
できないが、めっき付着量が４０ｇ／ｍ２前後のものに
ついての好適成分組成を例示すると、Ａｌ−Ｍｎ系金属
間化合物：１０〜５０重量％、Ａｌ：４０〜９０重量％
、Ｍｎ：０〜４５重量％の範囲である。
【００１８】尚本発明のＡｌ−Ｍｎ系蒸着めっき鋼材を
得る方法としては、たとえば図１に示す如く真空蒸着室
１内を連続走行するＣｒ含有鋼材（帯鋼）２の下部にる
つぼ３ａ，３ｂを配置し、これらにＭｎとＡｌを装入し
て電子ビーム５によって加熱蒸発させ、これらの混合蒸
気を鋼材２の表面に蒸着させる方法（図中、４は電子銃
，６はサポートロール、７は真空排気口を示す）が採用
されるが、このとき電子ビームによる入熱量をコントロ
ールしてＡｌ及びＭｎの蒸発量を調整すれば、めっき層
の深さ方向にＭｎ及びＡｌ含有量の分布を有する蒸着Ａ
ｌ−Ｍｎ系合金めっき層を得ることができるので、この
方法を利用すればめっき層とＣｒ含有鋼材間の電位差を
より効果的に制御することも可能となる。
得る方法としては、たとえば図１に示す如く真空蒸着室
１内を連続走行するＣｒ含有鋼材（帯鋼）２の下部にる
つぼ３ａ，３ｂを配置し、これらにＭｎとＡｌを装入し
て電子ビーム５によって加熱蒸発させ、これらの混合蒸
気を鋼材２の表面に蒸着させる方法（図中、４は電子銃
，６はサポートロール、７は真空排気口を示す）が採用
されるが、このとき電子ビームによる入熱量をコントロ
ールしてＡｌ及びＭｎの蒸発量を調整すれば、めっき層
の深さ方向にＭｎ及びＡｌ含有量の分布を有する蒸着Ａ
ｌ−Ｍｎ系合金めっき層を得ることができるので、この
方法を利用すればめっき層とＣｒ含有鋼材間の電位差を
より効果的に制御することも可能となる。
【００１９】即ち図１の方法であれば、鋼材２にはまず
Ｍｎ含有率の高い蒸気が蒸着され、走行方向下流側へ行
くにつれて次第にＡｌ含有率の高い蒸気が蒸着し、最下
流側ではＡｌ含有率の高い蒸気が蒸着されることになる
。その結果、Ａｌ−Ｍｎ系合金蒸着めっき層の表層側は
ＡｌリッチとなってＡｌ６Ｍｎが相対的に高くなり、犠
牲防食作用の延長に、より大きく寄与し得るものとなる
。
Ｍｎ含有率の高い蒸気が蒸着され、走行方向下流側へ行
くにつれて次第にＡｌ含有率の高い蒸気が蒸着し、最下
流側ではＡｌ含有率の高い蒸気が蒸着されることになる
。その結果、Ａｌ−Ｍｎ系合金蒸着めっき層の表層側は
ＡｌリッチとなってＡｌ６Ｍｎが相対的に高くなり、犠
牲防食作用の延長に、より大きく寄与し得るものとなる
。
【００２０】この様に蒸着めっき法を採用すれば、るつ
ぼ３ａ，３ｂに装入されたＭｎ及びＡｌの加熱条件や真
空度、あるいはるつぼ３ａ，３ｂ間の距離等を調節する
ことによってＡｌ−Ｍｎ系合金めっき層内における厚さ
方向のＡｌ，Ｍｎ含有率の分布を任意に変えることがで
きる、という利点も得られる。
ぼ３ａ，３ｂに装入されたＭｎ及びＡｌの加熱条件や真
空度、あるいはるつぼ３ａ，３ｂ間の距離等を調節する
ことによってＡｌ−Ｍｎ系合金めっき層内における厚さ
方向のＡｌ，Ｍｎ含有率の分布を任意に変えることがで
きる、という利点も得られる。
【００２１】ところで本発明において被めっき鋼材のＣ
ｒ含有率を３〜２０重量％と定めたのは、被めっき鋼材
を電気的により貴なものとすることにより、蒸着Ａｌ−
Ｍｎ系合金めっき層の犠牲防食作用を有効に発揮させる
と共に、該鋼材自体の耐食性を高めて、めっき層のピン
ホール欠陥等による赤錆発生を防止するためであり、Ｃ
ｒ量が不足する場合は上記の効果が有効に発揮されず、
一方多過ぎると鋼材が硬質化して成形加工性が悪くなる
。耐食性と成形加工性の兼ね合いを考慮すると鋼材中に
おけるＣｒのより好ましい含有率は９〜１６重量％の範
囲である。
ｒ含有率を３〜２０重量％と定めたのは、被めっき鋼材
を電気的により貴なものとすることにより、蒸着Ａｌ−
Ｍｎ系合金めっき層の犠牲防食作用を有効に発揮させる
と共に、該鋼材自体の耐食性を高めて、めっき層のピン
ホール欠陥等による赤錆発生を防止するためであり、Ｃ
ｒ量が不足する場合は上記の効果が有効に発揮されず、
一方多過ぎると鋼材が硬質化して成形加工性が悪くなる
。耐食性と成形加工性の兼ね合いを考慮すると鋼材中に
おけるＣｒのより好ましい含有率は９〜１６重量％の範
囲である。
【００２２】また該被めっき鋼材として最も汎用性の高
いのは板状のものであるが、本発明では線状，管状，棒
状等のＣｒ含有鋼に対しても同様に適用することができ
る。
いのは板状のものであるが、本発明では線状，管状，棒
状等のＣｒ含有鋼に対しても同様に適用することができ
る。
【００２３】
【実施例】図１に示した方法に準じて、Ｃｒ含有量の異
なる種々のＣｒ含有鋼板上に、種々の組成の蒸着Ａｌ−
Ｍｎ系合金めっき層を形成した。尚めっき付着量はいず
れも約２０ｇ／ｍ２とした。得られた各めっき鋼板につ
いて下記の方法で耐食性を測定した。
なる種々のＣｒ含有鋼板上に、種々の組成の蒸着Ａｌ−
Ｍｎ系合金めっき層を形成した。尚めっき付着量はいず
れも約２０ｇ／ｍ２とした。得られた各めっき鋼板につ
いて下記の方法で耐食性を測定した。
【００２４】＜耐食性＞各供試鋼板を室温下５％食塩水
による噴霧試験を行ない、赤錆が発生するまでの時間か
ら下記の基準で評価した。 ◎：２００１時間以上赤錆発生せず ○：１４０１〜２０００時間で赤錆発生△： ８０１〜
１４００時間で赤錆発生×： ８００時間以内に赤錆発
生 結果は表１に示す通りであり、本発明の規定要件を満た
す実施例（Ｎｏ．１〜８）は、規定要件のいずれかを欠
く比較例（Ｎｏ．９〜１６）に比べて格段優れた耐食性
を有していることが分かる。
による噴霧試験を行ない、赤錆が発生するまでの時間か
ら下記の基準で評価した。 ◎：２００１時間以上赤錆発生せず ○：１４０１〜２０００時間で赤錆発生△： ８０１〜
１４００時間で赤錆発生×： ８００時間以内に赤錆発
生 結果は表１に示す通りであり、本発明の規定要件を満た
す実施例（Ｎｏ．１〜８）は、規定要件のいずれかを欠
く比較例（Ｎｏ．９〜１６）に比べて格段優れた耐食性
を有していることが分かる。
【００２５】また図２は、実験Ｎｏ．６で得ためっき鋼
板におけるめっき層組成を断面観察による組成換算によ
り調べた結果を示したものであり、めっき層の中間部に
Ａｌ６Ｍｎを主体とする金属間化合物の存在が認められ
る。
板におけるめっき層組成を断面観察による組成換算によ
り調べた結果を示したものであり、めっき層の中間部に
Ａｌ６Ｍｎを主体とする金属間化合物の存在が認められ
る。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、特
定量のＣｒを含有する鋼材を被めっき材とし、その表面
にＡｌ６Ｍｎで示される金属間化合物を主成分とする蒸
着Ａｌ−Ｍｎ系合金めっき層を形成することにより、耐
食性及び成形加工性のいずれにおいても優秀なめっき鋼
材を比較的簡単な操作手順で生産性良く製造し得ること
になった。
定量のＣｒを含有する鋼材を被めっき材とし、その表面
にＡｌ６Ｍｎで示される金属間化合物を主成分とする蒸
着Ａｌ−Ｍｎ系合金めっき層を形成することにより、耐
食性及び成形加工性のいずれにおいても優秀なめっき鋼
材を比較的簡単な操作手順で生産性良く製造し得ること
になった。
【図１】本発明で採用される蒸着めっき法を例示する概
念図である。
念図である。
【図２】本発明で得ためっき鋼材におけるめっき層組成
を例示する図である。
を例示する図である。
１ 真空蒸着室
２ Ｃｒ含有鋼材（帯鋼）
３ａ るつぼ
３ｂ るつぼ
４ 電子銃
５ 電子ビーム
６ サポートロール
７ 真空排気口
Claims (1)
- 【請求項１】 ３〜２０重量％のＣｒを含む被めっき
鋼材の表面に、Ａｌ６Ｍｎを主体とする金属間化合物を
含むＡｌ−Ｍｎ系合金よりなる蒸着めっき層を形成した
ものであることを特徴とする蒸着Ａｌ−Ｍｎ系合金めっ
き鋼材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2965191A JPH04246166A (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 蒸着Ａｌ−Ｍｎ系合金めっき鋼材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2965191A JPH04246166A (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 蒸着Ａｌ−Ｍｎ系合金めっき鋼材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04246166A true JPH04246166A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=12282015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2965191A Withdrawn JPH04246166A (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 蒸着Ａｌ−Ｍｎ系合金めっき鋼材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04246166A (ja) |
-
1991
- 1991-01-29 JP JP2965191A patent/JPH04246166A/ja not_active Withdrawn
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